咖啡聰明肥 提高肥料利用率又減少碳排的合理化施肥策略

臺灣咖啡種植。

臺灣咖啡種植面積快速成長,合理化施肥更加重要。

文.圖/劉千如 行政院農業委員會茶業改良場副研究員兼股長
    蘇彥碩 行政院農業委員會茶業改良場副研究員兼文山分場長
    吳聲舜 行政院農業委員會茶業改良場研究員兼秘書
    邱垂豐 行政院農業委員會茶業改良場研究員兼副場長
    蘇宗振 行政院農業委員會茶業改良場場長

肥料使用占農業土壤近9成的溫室氣體排放,行政院農業委員會茶業改良場(簡稱茶改場)與福壽實業股份有限公司(簡稱福壽公司)及雲林縣古坑鄉咖啡產銷班第14班咖啡農,歷時2年實地進行試驗研發「咖啡聰明肥」,不但針對農民施肥行為做調整,依據咖啡樹整年度不同生育時期所需肥分進行肥料精確配比,既落實合理化施肥,也提高肥料利用率,達到減少碳排的施肥策略。

咖啡是世界三大飲品之一,為熱帶作物,適宜的生長環境為15~25°C,年降雨量約為1,500~2,000公釐,海拔約1,000~2,000公尺,咖啡主要生產國集中於以赤道為中心、南北迴歸線之間的地區,包含熱帶及部分亞熱帶國家,稱為「咖啡區域(Coffee zone)」或「咖啡帶(Coffee belt)」。臺灣地處熱帶與亞熱帶地區,有北迴歸線經過嘉義到花蓮一帶,年平均溫約21~24°C,年降雨量約為2,500公釐,整體而言位於咖啡帶上。依據統計,國產咖啡栽培面積由2011年約760公頃成長至2021年約1,168公頃,10年間面積急遽增加,目前全國各縣市皆有栽培,2021年國產咖啡栽培面積前五大縣市,分別為屏東縣(20%)、南投縣(17%)、臺東縣(12%)、嘉義縣(11%)及花蓮縣(7%),占全國約67%。

近年來,在官方及民間努力下,臺灣咖啡生產品質與產量穩定成長,國產咖啡產業朝精品咖啡方向發展,更是在國外咖啡評鑑獲得許多佳績,以目前國人消費量推估,至2030年國產咖啡產量可達1,200~2,000公噸,生產面積約1,600~2,500公頃,相較目前尚有28~56%可擴增的市場潛力。

2021年度臺灣各縣市咖啡生產面積及產量表(依面積排序)(左)、近10年臺灣國產咖啡種植面積及產量表(右上)、推估未來國產咖啡擴增的面積範圍(右下)。

咖啡聰明肥可提高品質 節省1/4的施肥量

臺灣咖啡產業發展趨勢以精品咖啡為目標,精品咖啡的概念最早於1974年由「精品咖啡教母」娥娜.努森(Erna Knutsen)提出,強調各產地咖啡因海拔、水土、氣候、處理與栽種用心度的不同,呈現大異其趣的「地域之味」(Terroir),這就是精品咖啡的靈魂。因此,唯有細心栽培管理的咖啡莊園,才能產出高品質、有獨特地域風味的精品咖啡。在耕地面積較少的臺灣,咖啡品質若要達到精品等級,勢必要仰賴良好的田間管理,如整枝修剪、肥培管理、雜草管理及病蟲害防治等,其中建立具經濟效益的肥培管理策略模式,為臺灣發展精品咖啡的關鍵之一,亦為影響咖啡品質的重要影響因子。基此,茶改場研發田間咖啡樹養分均衡的肥培管理技術,以提升咖啡產量及品質。

咖啡的肥培管理(施用量、種類及配比)取決於土壤養分檢測及產量結果,茶改場提供咖啡樹土壤基本肥力指標及葉片養分分析養分合適範圍給農友參考。依據不同肥培管理試驗,結果顯示不同肥培處理對於咖啡葉片農藝性狀,包括葉長、葉寬及鮮果大小等方面和氮肥施用量有顯著性關係,氮肥施用量越高則葉長、葉寬及鮮果越大;而鮮果重、生豆長及厚與磷肥施用量之間有顯著性關係,即磷肥施用量越高則鮮果重越重、生豆越長及越厚;而生豆重則和鉀肥施用量有關,當鉀肥施用量增加,其生豆越重。此外,與品質相關的化學成分如蔗糖、葫蘆巴鹼及綠原酸等更是與肥培管理息息相關。

分析葉片養分合適範圍表(左)、咖啡園土壤肥力需求指標(右)。
營養元素對於咖啡樹生長的相關性。

因此茶改場歷時2年與福壽公司及雲林縣古坑鄉咖啡產銷班第14班咖啡農合作,實地試驗「咖啡聰明肥」,利用咖啡樹不同生長時期,調整氮、磷及鉀肥施用比例,相較一般慣行肥培施用量,可節省1/4的施肥量,且維持產量、提升咖啡生豆密度及甜度,落實合理化施肥及減少化學肥料劑的使用。

本技術資材的施用分作芽葉生長、開花、小果及大果四個時期,分別以氮肥、磷肥及鉀肥作調整,原則上在枝芽生長時提供較高量的氮肥,促進葉生長,增加開花位置,提高產量;在小果期因為細胞生長需要,應提供較高量的氮及磷肥;在大果期為促進碳水化合物合成,應施用較高量的鉀肥。

本技術資材商品為了讓農民便於使用,依合適的生育期提供合適的養分,使咖啡產量提高、品質更佳,遂採用不同顏色的外包裝以示區別,如修剪期標示黃色,代表抽出新芽葉片的顏色;開花期標示白色,代表咖啡花的顏色;小果期標示綠色,代表果實未成熟的顏色;大果期標示紅色,代表果實成熟的顏色,讓農友使用於咖啡樹不同生育期,更加清楚及便利。

茶改場與福壽公司及雲林縣古坑鄉咖啡產銷班第14班,共同進行肥培試驗。
茶改場與福壽公司及雲林縣古坑鄉咖啡產銷班第14班,共同進行肥培試驗。
咖啡聰明肥樣品外觀。
咖啡聰明肥樣品外觀。

結論

未來臺灣咖啡消費市場是朝向增加的趨勢,國產咖啡必須以精品咖啡為發展方向,穩定及增加國內市占率,才是提高國產咖啡面積的關鍵因子。茶改場以「創造國產精品咖啡產業擴大及產值提升」為推展目標,提升相關栽培管理技術,從基礎面穩固國產咖啡產量及品質,開發「咖啡聰明肥」,依據咖啡樹整年度不同生育時期所需肥分進行肥料精確配比,並透過簡單的施用方式,可比一般慣行施用量更節省1/4的施肥量。目前已經商品化,期盼進一步落實合理化施肥及提高肥料利用率,達到減少碳排的施肥策略。

咖啡聰明肥施用時期及施用概念。

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